專利名稱：一種測試實際環境中功率容量的系統及其方法
技術領域：
本發明涉及無線通信領域，特別是涉及一種測試實際環境中功率容量的系統及其方法。
背景技術：
對于無線基站或直放站等無線功率發射設備，由于其應用環境包括溫度、氣壓、匹配情況、使用信號調制形式等因素的不同，系統內以空氣作為介質的腔體濾波器等部件(如無線基站中的腔體雙工器)所能承受的輸入功率相應不同。在特定使用環境和條件下，其輸入功率超過某一功率限值時，空氣介質會因功率過大而發生空氣被擊穿而放電的現象。所說的功率容量，就是在這一特定使用環境和條件下，不會發生空氣擊穿現象的最大輸入功率。所述的功率容量即是一項電氣性能指標又是一項安全性指標，對于無線基站是否能正常工作至關重要，所以有必要有效檢驗這一參數。
目前，在無線基站或直放站等設備的射頻前端，一般都配置有以空氣為介質的腔體濾波器(如雙工器)，對輸入到天線的射頻信號進行濾波。而以空氣為介質的腔體濾波器的功率容量是一組相關量，其隨使用環境和條件變化而不同，因此功率容量隨氣壓降低而降低，在高海撥處的基站更容易發生腔體內空氣介質在大功率場強作用下，出現空氣擊穿放電現象。
參照如圖1所示的現有功率發射系統組網圖，目前測試腔體功率容量的方法有以下幾種方法一模塊級測試方法，即在生產環境對模塊的功率容量進行檢驗。但是生產環境的檢驗和控制可能出現漏檢現象，或者采用的是抽檢方式，所以不能100％保證設備在實際環境下的安全可靠性；而且，生產環境的檢驗標準比實地環境寬松，這樣在實際環境中運行時，可能會出現系統功率容量余量偏小，造成部分設備不能按預想設計正常工作。
方法二在無線發射設備安裝好后，使設備開始工作，之后再測試業務指標是否正常，即以實際應用來檢驗是否正常。但是系統工作后，工作信號的功率峰值和峰值出現概率，往往低于系統滿負荷工作時的功率峰值和峰值出現概率，從而不能保證后期使用中不出問題。
方法三在基站及直放站在實際環境中安裝成功后，開通基站或直放站類無線發射設備的前向功率信號，將功率峰值加到最大，檢查是否存在空氣介質部件的空氣功率擊穿現象。但是以實際工作信號為測試信號，即使實際工作信號輸出達到最大，其功率峰值分布也可能不集中，難以在量的積累上實現有效檢測，例如CDMA信號的峰值出現概率＜0.01％；而且，實際工作信號一般受功放輸出能力的限制，而功放的輸出能力在實際工作時通常不是最高，因此達不到提高測試功率容量有效性的目的。
發明內容
本發明提供一種測試實際環境中功率容量的方法，以解決現有技術存在用于測試的功率信號不能使系統滿負荷工作，從而導致測試有效性不高的問題。
本發明還提供了一種功率容量測試系統，以解決現有技術存在目前系統無法生成可滿足功率容量測試需要的測試信號的問題。
本發明采用一種測試實地功率容量的方法，包括下列步驟A、在系統中預置測試信號生成函數；B、系統啟動后，調用所述函數，并根據該函數生成測試信號，所述測試信號滿足系統功率容量的測試要求；C、無線功率發射設備發射所述測試信號，并根據系統前端以空氣為介質的系統部件是否發生空氣擊穿現象，來判斷無線功率發射設備在實際環境中能否正常工作。
所述步驟C之后還包括系統自動關閉或觸發關閉所觸發的預置功率測試信號，結束測試。
所述函數中包含控制參數，用以控制產生的測試信號的特征。所述控制參數為頻點、幅度、持續時間，以及模式。
所述測試信號的功率峰值大于工作信號的功率峰值。
所述測試信號的功率峰值出現概率大于工作信號的功率峰值出現概率。
所述測試信號的頻率覆蓋要求測試的頻率范圍。所述測試信號的頻率至少覆蓋工作頻率的兩個邊頻頻率。
所述測試信號生成后，將持續發射，直至測試結束。
步驟B中所述的系統啟動后調用所述函數是通過軟件觸發，或者硬件觸發來實現。
所述測試信號的波形是未被調制的連續波、已被調制的連續波、非連續波，或者自定義的波形。
本發明采用一種功率容量測試系統，包括控制操作模塊，用于觸發和終止功率容量測試工作；基帶處理模塊，其受所述控制操作模塊控制，以及對接收到的正常工作信號進行基帶處理；數模轉換及變頻模塊，用于對接收到的信號進行數模轉換和變頻；以空氣為介質的部件，其接收數模轉換和變頻后的信號；并在發射該信號時，用于觀察是否發生空氣擊穿現象；所述系統還包括判斷選擇模塊，其連接于所述基帶處理模塊與數模轉換及變頻模塊之間，并受所述控制操作模塊控制，用于根據所述控制操作模塊發來的控制命令選通輸出信號；測試信號產生模塊，其受所述控制操作模塊控制，用于存儲測試信號產生函數，以及根據該函數產生測試信號，并將所述測試信號提供給所述判斷選擇模塊。
本發明有益效果本發明通過在系統中添加了測試信號生成模塊，以及判斷選擇模塊，使系統可生成滿足功率容量測試要求的測試信號，并選通該信號對系統功率容量進行測試。
本發明方法通過在系統中預置測試信號生成函數，利用該函數生成測試信號，并通過調節該函數的控制參數進而調節測試信號的特征，使所述測試信號可滿足系統功率容量測試要求。所述測試信號生成后，系統觸發關閉正常工作信號通道，開啟所述測試信號的信號通道，使系統以測試信號為發射信號進行發射。系統在一定的工作時長內持續發射所述測試信號，在這一時間段內觀察是否出現空氣擊穿現象，來判斷在當前測試信號的特征參數所決定的輸出功率下，該設備在實際環境中能否正常工作。
圖1為現有技術的功率發射系統組網圖；圖2為本發明的功率發射系統組網圖；圖3為本發明方法的步驟流程圖。
具體實施例方式
為了使現有的無線信號發射系統可生成滿足功率容量測試需要的測試信號，并可選擇發射所述的測試信號，本發明在系統中添加了判斷選擇模塊和測試信號產生模塊。如圖2所示，本發明系統包括外部操作平臺，用于下發調用命令。
控制操作模塊，其接收所述外部操作平臺發來的調用命令，并據此觸發所述測試信號的生成；下發選通命令來選擇允許發射的信號；以及在獲得測試結果后，下發終止測試命令，關閉所述測試信號，終止功率容量測試工作。
基帶處理模塊，其受所述控制操作模塊控制，以及對接收到的正常工作信號進行基帶處理。
測試信號產生模塊，其內預先存儲了測試信號產生函數，在收到所述控制操作模塊的生成信號命令時，則根據所述函數生成測試信號。
判斷選擇模塊，其接收所述基帶處理模塊發來的基帶處理后的正常工作信號，以及接收所述測試信號產生模塊發來的測試信號。所述判斷選擇模塊根據所述控制操作模塊下發的選通命令，來選擇上述正常工作信號和測試信號中的哪個信號被傳輸到系統前端。
數模轉換及變頻模塊，其接收所述判斷選擇模塊選通的一路信號，用于對接收到的信號進行數模轉換和變頻。
以空氣為介質的部件，其接收數模轉換和變頻后的信號；并在發射該信號時，用于觀察是否發生空氣擊穿現象。
發射天線，其與所述以空氣為介質的部件相連，用于發射信號。
為了在實地應用環境中評估基站或直放站在以最大功率輸出時，是否會使以空氣為介質的腔體濾波器等系統前端部件發生空氣功率擊穿的現象，有必要以基站或直放站可能達到的最大輸出功率，甚至以更高的測試功率來對系統進行測試，用以驗證功率容量安全特性。為此本發明利用上述系統，提供一種測試實際環境中系統功率容量的方法，從圖3可見，該方法應用于CDMA系統中，包括以下具體步驟S1、在對系統的功率容量測試之前，先在該系統的測試信號產生模塊中設置專門用于產生功率容量測試信號的函數。該函數中包含控制參數，所述控制參數用來控制產生的功率容量測試信號的特征，通過調整所述的控制參數來滿足系統功率容量的測試要求。所述控制參數例如頻點、幅度、持續時間、模式等。
通過調整所述控制參數，使所述測試信號滿足下述三個條件，進而達到系統功率容量測試要求。
條件一所述測試信號的峰值功率大于工作信號的峰值功率。
根據BTS的射頻功率工作特性，CDMA系統的工作信號是一非等幅信號，所述工作信號的瞬時功率是根據當前用戶數量不同，而時刻不同的。所以其具有較高的峰值功率與平均功率比。根據對系統實際情況的分析，并加上保險系數，可得到系統中以空氣為介質的雙工器的最大峰值功率，假設該值為250W，而平均功率遠遠小于該值。為了保證系統在實際運行中的安全可靠性，應以250W為測試標準，甚至更高的功率值，對BTS的功率容量進行測試。但如前面所述，工作信號的瞬時功率是根據當前用戶數量不同，而時刻不同的。所以以工作信號作為測試信號難以實現有效測試。因此本發明方法在系統中預置一專門用于測試系統功率容量的功率測試信號，而且通過信號參數的調整，使其峰值功率大于工作信號的峰值功率(250W)，這樣在實際測試時可保證測試信號的峰值功率不小于250W。
條件二所述測試信號的峰值功率出現概率要大于工作信號的峰值功率出現概率。使預置功率測試信號的測試條件比以工作信號作為測試信號的測試條件更加嚴格。例如測試信號的峰值功率出現概率為0.5％到1.0％。
條件三所述測試信號的頻率覆蓋要求測試的頻率范圍。
所述要求測試的頻率范圍由BTS制造商和運營商決定。通常所述測試信號的頻率至少覆蓋工作頻率的兩個邊頻頻率。
S2、在為系統設置了所述函數之后，開始測試工作。參照圖2，系統啟動后，通過外部操作平臺向控制操作模塊下發攜帶有調用參數的命令；控制操作模塊將所述命令轉發到所述測試信號產生模塊。所述測試信號產生模塊根據命令中攜帶的調用參數來調用預先設置的相應函數。所述測試信號產生模塊利用被調用的函數生成所述測試信號。本步驟也可用硬件設備觸發替代外部操作平臺的軟件觸發，來調用對應的函數，并生成測試信號。
S3、在所述控制操作模塊向所述測試信號產生模塊下發命令的同時，所述控制操作模塊向系統中的判斷選擇模塊下發選通命令，告知其關閉其與系統中基帶處理模塊之間的信號通道，選通其與所述測試信號產生模塊之間的測試信號。本步驟也可用硬件設備觸發替代外部操作平臺的軟件觸發，使所述判斷選擇模塊選通測試信號的信號通道。
通過上述3個步驟的實施，使生成的測試信號通過所述判斷選擇模塊，被傳輸到系統前端。
S4、無線功率發射設備發射所述功率容量測試信號后，觀察系統前端以空氣為介質的系統部件是否發生空氣擊穿現象，來判斷在當前環境下，該BTS能否以當前輸出功率正常工作。由于BTS在實際運行中，需要長時間持續工作。所以為了保證功率容量測試的有效性，則使所述BTS保持當前輸出功率，持續運行一段時長。
若未發生所述的空氣擊穿現象，則表明該BTS能以當前輸出功率正常工作；若發生了所述的空氣擊穿現象，則表明該BTS不能以當前輸出功率正常工作，即表明該BTS在當前環境下以其最大功率容量工作存在不可靠性。
通過上述測試就可以判斷出系統在當前環境下以最大功率容量工作的穩定性和安全性。
S5、當測試完畢后，所述的功率容量測試信號可通過系統內設置的定時器自動關閉，或者通過外部操作平臺軟件觸發關閉，或者通過硬件設備觸發關閉。觸發控制關閉。至此完成測試工作。
本例可采用脈沖調制連續波功率測試信號，也可以采用改良的脈沖調制連續波波形信號，作為測試信號。脈沖調制連續波信號因其上升沿和下降沿會形成明顯的頻譜擴散，所以為了減少測試信號的頻譜擴散，可以平滑處理脈沖信號的上升沿和下降沿；或者通過對脈沖調制后的預置功率容量測試信號進行帶限濾波實現；或者采用如根升余弦等波形來調制連續波，均可達到收縮預置功率容量測試波形信號頻譜擴散的目的。
綜上所述，只要不再采用系統工作信號作為測試信號，而是采用預置信號作為測試信號的實施方法都應在本發明的保護范圍之內。
采用本發明方法，可以根據不同的實際情況，在系統內預置不同的測試信號，使測試更加準確、有效，保證系統在其實際工作地點的工作安全性和可靠性。
權利要求
1.一種功率容量測試系統，包括控制操作模塊，用于觸發和終止功率容量測試工作；基帶處理模塊，其受所述控制操作模塊控制，以及對接收到的正常工作信號進行基帶處理；數模轉換及變頻模塊，用于對接收到的信號進行數模轉換和變頻；以空氣為介質的部件，其接收數模轉換和變頻后的信號；并在發射該信號時，用于觀察是否發生空氣擊穿現象；其特征在于，所述系統還包括判斷選擇模塊，其連接于所述基帶處理模塊與數模轉換及變頻模塊之間，并受所述控制操作模塊控制，用于根據所述控制操作模塊發來的控制命令選通輸出信號；測試信號產生模塊，其受所述控制操作模塊控制，用于存儲測試信號產生函數，以及根據該函數產生測試信號，并將所述測試信號提供給所述判斷選擇模塊。
2.一種測試實地功率容量的方法，包括下列步驟A、在系統中預置測試信號生成函數；B、系統啟動后，調用所述函數，并根據該函數生成測試信號，所述測試信號滿足系統功率容量的測試要求；C、無線功率發射設備發射所述測試信號，并根據系統前端以空氣為介質的系統部件是否發生空氣擊穿現象，來判斷無線功率發射設備在實際環境中能否正常工作。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟C之后還包括系統自動關閉或觸發關閉所觸發的預置功率測試信號，結束測試。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述函數中包含控制參數，用以控制產生的測試信號的特征。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制參數為頻點、幅度、持續時間，以及模式。
6.如權利要求2至5任一項所述的方法，其特征在于，所述測試信號的功率峰值大于工作信號的功率峰值。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述測試信號的功率峰值出現概率大于工作信號的功率峰值出現概率。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述測試信號的頻率覆蓋要求測試的頻率范圍。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述測試信號的頻率至少覆蓋工作頻率的兩個邊頻頻率。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述測試信號生成后，將持續發射，直至測試結束。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，步驟B中所述的系統啟動后調用所述函數是通過軟件觸發，或者硬件觸發來實現。
12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述測試信號的波形是未被調制的連續波、已被調制的連續波、非連續波，或者自定義的波形。
13.如權利要求3至5任一項所述的方法，其特征在于，所述系統自動關閉測試信號是通過系統內預置的定時器來實現；所述觸發關閉測試信號是通過軟件觸發，或者硬件觸發來實現。
全文摘要
本發明公開了一種測試實際環境中功率容量的方法。應用于無線通信領域。以解決現有技術存在用于測試的功率信號不能使系統滿負荷工作，從而導致測試有效性不高的問題。本發明方法包括下列步驟A.在系統中預置測試信號生成函數；B.系統啟動后，調用所述函數，并根據該函數生成測試信號，所述測試信號滿足系統功率容量的測試要求；C.無線功率發射設備發射所述測試信號，并根據系統前端以空氣為介質的系統部件是否發生空氣擊穿現象，來判斷無線功率發射設備在實際環境中能否正常工作。
文檔編號H04B17/00GK1845477SQ20051008069
公開日2006年10月11日 申請日期2005年7月6日 優先權日2005年7月6日
發明者劉選鵬 申請人:華為技術有限公司